Прошла мини-конференция по рождению очарованных и прелестных адронов на LHC

В пятницу 3 декабря в ЦЕРНе прошла однодневная конференция, посвященная рождению очарованных и прелестных адронов на Большом адронном коллайдере. На ней были представлены доклады как экспериментаторов, работающих на LHC, так и теоретиков, изучающих эти частицы «на кончике пера» и надеющихся с помощью данных LHC найти ответы на свои вопросы.

Напомним, что адроны — это частицы, составленные из кварков. Всего имеется шесть типов или, как говорят физики, «ароматов» кварков — u, d, s, c, b, t (почему их в природе именно шесть, до сих пор неизвестно). Протоны и нейтроны составлены из легчайших кварков u и d. Так называемые «странные частицы» содержат s-кварк, который слегка тяжелее. «Очарованные» и «прелестные» адроны содержат еще более тяжелые и более нестабильные кварки — соответственно c и b. Наконец, самый тяжелый кварк (t, топ-кварк) живет так мало, что вообще не образует адронов и изучается отдельно.

Большой адронный коллайдер обычно ассоциируется с такими задачами, как поиск бозона Хиггса и других необычных частиц и явлений, проверкой разных экзотических теорий. Очарованные и прелестные частицы открыты десятилетия назад, и может показаться странным, что в научной программе LHC нашлось место и им. На самом деле интерес к этим частицам связан с тем, что, внимательно изучая вероятности рождения этих частиц, их распределения по энергии, их поляризацию, можно еще глубже узнать многие особенности сильного взаимодействия.

Так, например, до сих пор очень неопределенными остаются расчеты сечения рождения разных возбужденных состояний чармония — системы, состоящей из c-кварка и его же антикварка (хотя ситуация сейчас, конечно, намного лучше, чем десять лет назад, когда теория отличалась от эксперимента в сотни раз). Еще одна загадка, которая уже несколько лет мучает физиков, — какова природа разнообразных очарованных мезонов, которые условно называются X-, Y-, и Z-состояниями и про которые известно, что они точно не вписываются в обычную кварк-антикварковую схему. Являются ли они четырехкварковыми состояниями, адронными молекулами или же чем-то еще? Физики надеются, что эксперименты на LHC дадут ответы на многие подобные вопросы.